JP7217320B2 - Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device - Google Patents
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Description
本発明は、各種の表示装置に好適な有機エレクトロルミネッセンス素子(以後、有機EL素子と呼ぶことがある)に適した化合物と有機EL素子に関し、詳しくは特定のインデノカルバゾール化合物と該化合物を用いた有機EL素子に関する。 The present invention relates to a compound and an organic EL device suitable for an organic electroluminescence device (hereinafter sometimes referred to as an organic EL device) suitable for various display devices. It relates to an organic EL element.
有機EL素子は自己発光性素子であり、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であるため、活発な研究がなされてきた。 Organic EL elements are self-luminous elements, and are brighter than liquid crystal elements, have excellent visibility, and are capable of displaying clear images, and have been actively studied.
近年、素子の発光効率を上げる試みとして、燐光発光体を用いて燐光を発生させる、すなわち三重項励起状態からの発光を利用する素子が開発されている。励起状態の理論によれば、燐光発光を用いた場合には、従来の蛍光発光の約4倍の発光効率が可能になるという、顕著な発光効率の向上が期待される。1993年にプリンストン大学のM.A.Baldoらは、イリジウム錯体を用いた燐光発光素子によって8%の外部量子効率を実現させた。 In recent years, as an attempt to increase the luminous efficiency of a device, a device has been developed in which a phosphorescent emitter is used to generate phosphorescence, that is, a device utilizing light emission from a triplet excited state. According to the theory of the excited state, when phosphorescence is used, a significant improvement in luminous efficiency is expected, which is about four times the luminous efficiency of conventional fluorescent luminescence. In 1993, M.D. at Princeton University. A. Baldo et al. achieved an external quantum efficiency of 8% with a phosphorescent device using an iridium complex.
有機EL素子においては、正負の両電極より発光物質にキャリアを注入し、励起状態の発光物質を生成し、発光させる。通常、このキャリア注入型の有機EL素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは25%であり、残り75%は励起三重項状態に励起されると言われている。従って、励起三重項状態からの発光である燐光を利用する方が、エネルギーの利用効率が高いことが考えられる。しかしながら、燐光は、励起三重項状態の寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こる。そのため、一般に燐光発光体の燐光量子収率は高くない場合が多い。 In an organic EL device, carriers are injected into a light-emitting substance from both positive and negative electrodes to generate a light-emitting substance in an excited state to emit light. Generally, in the case of this carrier injection type organic EL element, it is said that 25% of the generated excitons are excited to the excited singlet state, and the remaining 75% are excited to the excited triplet state. ing. Therefore, it is considered that the use of phosphorescence, which is light emission from the excited triplet state, is more efficient in energy utilization. However, since phosphorescence has a long lifetime in the excited triplet state, energy deactivation occurs due to saturation of the excited state and interaction with excitons in the excited triplet state. Therefore, the phosphorescence quantum yield of phosphorescent emitters is generally not high in many cases.
このような問題を解決すべく、遅延蛍光を示す遅延蛍光材料を利用することが考えられる。ある種の蛍光物質は、系間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項-三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態への逆系間交差を経て蛍光を放射する。有機EL素子においては、後者、即ち熱活性化遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。 In order to solve such problems, it is conceivable to use a delayed fluorescence material that exhibits delayed fluorescence. After energy transition to an excited triplet state due to intersystem crossing, some fluorescent substances undergo reverse intersystem crossover to an excited singlet state due to triplet-triplet annihilation or absorption of thermal energy, and fluoresce. radiate. The latter, that is, thermally activated delayed fluorescence materials, are considered particularly useful in organic EL devices.
実際に、近年、熱活性化遅延蛍光(TADF)による発光を利用する素子も開発されている。2011年に九州大学の安達らは、熱活性化遅延蛍光材料を用いた素子によって5.3%の外部量子効率を実現させた。 In fact, in recent years, devices utilizing light emission by thermally activated delayed fluorescence (TADF) have also been developed. In 2011, Adachi et al. of Kyushu University realized an external quantum efficiency of 5.3% with a device using a thermally activated delayed fluorescence material.
有機EL素子に熱活性化遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常の蛍光(即時蛍光)を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、デバイスが発する熱を吸収して励起一重項へ逆系間交差を経て遅延蛍光を放射する。この遅延蛍光は、励起一重項からの発光であるため即時蛍光と同波長でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆系間交差を経て生じるため、発光寿命は即時蛍光や燐光よりも長くなる。それ故、即時蛍光や燐光よりも遅延した蛍光として観察される。このような熱活性化型の励起子移動機構を用いること、すなわち、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は25%しか生成しなかった励起一重項状態の励起子の比率を25%以上に引き上げることが可能となる。例えば、100℃未満の低い温度でも強い蛍光及び遅延蛍光を放射する化合物を用いれば、デバイスの熱により励起三重項状態から励起一重項状態への逆系間交差が充分に起こり、遅延蛍光を放射する。これにより、有機EL素子の発光効率が飛躍的に向上する(特許文献1および特許文献2)。 When a thermally activated delayed fluorescence material is used in an organic EL device, excitons in the excited singlet state emit normal fluorescence (immediate fluorescence). On the other hand, excitons in the excited triplet state absorb the heat generated by the device and undergo reverse intersystem crossover to the excited singlet state to emit delayed fluorescence. Since this delayed fluorescence is emitted from the excited singlet, it has the same wavelength as the immediate fluorescence. longer than Therefore, it is observed as delayed fluorescence rather than immediate fluorescence or phosphorescence. By using such a thermally activated exciton transfer mechanism, that is, by undergoing thermal energy absorption after carrier injection, the ratio of excitons in the excited singlet state, which was normally generated only 25%, was reduced to 25%. % can be increased. For example, if a compound that emits strong fluorescence and delayed fluorescence even at a low temperature of less than 100 ° C. is used, the heat of the device causes sufficient reverse intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state, and delayed fluorescence is emitted. do. This dramatically improves the luminous efficiency of the organic EL device (Patent Documents 1 and 2).
有機EL素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られる。そのため、有機EL素子では正孔、電子の両電荷を如何に効率良く発光層に受け渡すかが重要である。発光層への正孔注入性を高めるとともに、発光層の陽極側において、陰極から注入された電子をブロックする電子阻止性を高めることで正孔と電子が再結合する確率を向上させ、更には発光層内で生成した励起子を閉じ込めることによって、高発光効率を得ることができる。そのため、正孔輸送性を有し、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層または発光層の形成に用いられる正孔輸送材料の果たす役割は重要である。正孔輸送材料には、正孔の移動度が大きいこと、正孔注入性が高いこと、電子阻止性が高いこと、高い三重項エネルギーを有すること、電子に対する耐久性が高いことなどが求められている。 In the organic EL device, charges injected from both electrodes are recombined in the light-emitting layer to obtain light emission. Therefore, in an organic EL device, it is important how efficiently both the charges of holes and electrons are transferred to the light-emitting layer. In addition to improving the hole injection property into the light emitting layer, the probability of recombination of holes and electrons is improved by improving the electron blocking property of blocking electrons injected from the cathode on the anode side of the light emitting layer, and further High luminous efficiency can be obtained by confining the generated excitons in the light-emitting layer. Therefore, the role played by a hole-transporting material that has hole-transporting properties and is used for forming a hole-injecting layer, a hole-transporting layer, an electron-blocking layer, or a light-emitting layer is important. Hole transport materials are required to have high hole mobility, high hole injection properties, high electron blocking properties, high triplet energy, and high durability against electrons. ing.
また、素子の寿命に関しては材料の耐熱性やアモルファス性も重要である。耐熱性が低い材料では、素子駆動時に生じる熱により、低い温度でも熱分解が起こり、材料が劣化する。また、アモルファス性が低い材料では、短い時間でも薄膜の結晶化が起こり、素子が劣化してしまう。そのため、使用する材料には耐熱性が高く、アモルファス性が良好な性質が求められる。 Also, heat resistance and amorphousness of the material are important for the lifetime of the device. A material with low heat resistance undergoes thermal decomposition even at a low temperature due to the heat generated when the device is driven, and the material deteriorates. In addition, with materials having low amorphous properties, crystallization of the thin film occurs even for a short period of time, resulting in deterioration of the device. Therefore, the material to be used is required to have high heat resistance and good amorphous properties.
これまで有機EL素子用の正孔輸送材料としては、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(α-ナフチル)ベンジジン(NPD)や種々の芳香族アミン誘導体が知られていた(特許文献1および特許文献2)。NPDは良好な正孔輸送性を示すが、耐熱性の指標となるガラス転移点(Tg)が96℃と低く、高温条件下では結晶化による素子特性の低下が起こる。また、特許文献1や特許文献2に記載の芳香族アミン誘導体の中には、正孔の移動度が10-3cm2/Vs以上と優れた移動度を有する化合物があるが、電子阻止性が不十分である。そのため、かかる芳香族アミン誘導体を用いて形成された有機EL素子では、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できない。従って、更なる高効率化のため、より電子阻止性が高く、薄膜がより安定で耐熱性の高い材料が求められていた。
Until now, N,N'-diphenyl-N,N'-di(α-naphthyl)benzidine (NPD) and various aromatic amine derivatives have been known as hole-transporting materials for organic EL devices (Patent Document 1 and Patent Document 2). NPD exhibits good hole-transporting properties, but its glass transition point (Tg), which is an index of heat resistance, is as low as 96° C. Under high-temperature conditions, crystallization causes degradation of device characteristics. In addition, among the aromatic amine derivatives described in Patent Document 1 and
耐熱性や正孔注入性、正孔輸送性、電子阻止性などの特性を改良した化合物として、下記式で表される芳香族三級アミン化合物Aが提案されている(特許文献3)。
しかしながら、この化合物Aを正孔注入層、正孔輸送層または電子阻止層に用いた素子では、耐熱性や発光効率などの改良はされているものの、未だ十分とはいえない。また、駆動電圧や電流効率も改善の余地があり、アモルファス性にも問題があった。更に、特許文献3には、この化合物を用いた有機EL素子において、遅延蛍光材料を発光材料として用いた場合に関する記載も示唆もない。 However, devices using this compound A for the hole injection layer, the hole transport layer or the electron blocking layer have been improved in heat resistance and luminous efficiency, but are still not sufficient. In addition, there is room for improvement in driving voltage and current efficiency, and there is also a problem with amorphousness. Furthermore, Patent Document 3 does not describe or suggest a case where a delayed fluorescence material is used as a light-emitting material in an organic EL device using this compound.
また、電子輸送性および正孔輸送性を有する化合物として、下記式(Y)で表されるインデノカルバゾール誘導体が提案されている(特許文献4)。
しかしながら、特許文献4によれば、この化合物を電子阻止層に用いた有機EL素子では、パワー効率にわずかな改善がみられるにすぎなかった。また、この化合物を用い且つ熱活性化遅延蛍光材料を発光層のドーパント材料として用いた有機EL素子に関する記載もない。
However, according to
このように、有機EL素子の素子特性を改善させるために、正孔輸送性、正孔注入性、電子阻止性、薄膜状態の安定性等に優れ、かつ遅延蛍光を放射する有機EL素子において正孔輸送材料として使用できる化合物が求められている。 In this way, in order to improve the element characteristics of the organic EL element, it is necessary to improve the hole transportability, the hole injection property, the electron blocking property, the stability of the thin film state, etc., and the organic EL element that emits delayed fluorescence. There is a need for compounds that can be used as pore transport materials.
本発明の目的は、正孔輸送性を有し且つ有機EL素子の形成に好適に用いられる材料として、特に発光層に遅延蛍光材料をドーパント材料として用いた場合の正孔輸送層、正孔注入層または電子阻止層に好適な材料として、(1)正孔輸送性に優れ、(2)電子阻止性に優れ、(3)薄膜状態が安定であり、耐熱性に優れたインデノカルバゾール化合物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a material having a hole-transporting property and suitable for use in forming an organic EL device, particularly a hole-transporting layer and a hole-injecting material when a delayed fluorescence material is used as a dopant material in the light-emitting layer. As a material suitable for the layer or the electron blocking layer, an indenocarbazole compound having (1) excellent hole transport properties, (2) excellent electron blocking properties, and (3) a stable thin film state and excellent heat resistance is used. to provide.
本発明の他の目的は、高発光効率、高輝度の有機EL素子を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an organic EL device with high luminous efficiency and high brightness.
本発明者らは上記の目的を達成するために、特定構造を有するインデノカルバゾール誘導体が、正孔輸送性を有し、薄膜安定性および耐久性に優れ、最低三重項状態(T1)のエネルギー準位が高いことに着目した。そこで、種々のインデノカルバゾール化合物を設計して合成し、物性評価を鋭意行った。その結果、特定の位置を芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基によって置換されたジ置換アミノ基で置換したインデノカルバゾール化合物が正孔輸送性、電子阻止性、薄膜状態の安定性および耐熱性に優れるという知見を見出した。 In order to achieve the above objects, the present inventors have found that an indenocarbazole derivative having a specific structure has hole-transport properties, excellent thin film stability and durability, and a minimum triplet state (T 1 ). We paid attention to the high energy level. Therefore, various indenocarbazole compounds were designed and synthesized, and their physical properties were evaluated. As a result, an indenocarbazole compound in which a specific position is substituted with an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a disubstituted amino group substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group has hole-transporting properties. , electron blocking properties, thin film state stability and heat resistance.
さらに、前記インデノカルバゾール化合物を用いて種々の有機EL素子を作製し、素子の特性評価を鋭意行った。その結果、本発明を完成するに至った。 Furthermore, various organic EL devices were produced using the indenocarbazole compounds, and the characteristics of the devices were evaluated. As a result, the present invention was completed.
即ち、本発明によれば、正孔輸送性を有しており、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成材料として使用され、下記一般式(1)で表されることを特徴とするインデノカルバゾール化合物が提供される。
R1~R12は、同一でも異なってもよく、水素原子;重水素原子;
フッ素原子;塩素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1~8のアルキル
基;炭素数5~10のシクロアルキル基;炭素数2~6のアルケニル基
;炭素数1~6のアルキルオキシ基;炭素数5~10のシクロアルキル
オキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;ま
たは芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基によって置換されたジ置
換アミノ基;を表し、R1~R12は、単結合、置換もしくは無置換の
メチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して結合して環を形成しても
よく、
Xは、芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;または芳香族炭化水素基
もしくは芳香族複素環基によって置換されたジ置換アミノ基;を表す。
That is, according to the present invention, there is provided an indenocarbazole compound which has a hole-transporting property, is used as a constituent material of an organic electroluminescence device, and is represented by the following general formula (1). be done.
R 1 to R 12 may be the same or different, hydrogen atom; deuterium atom;
Fluorine atom; chlorine atom; cyano group; nitro group; alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms; C5-C10 cycloalkyloxy groups; aromatic hydrocarbon groups; aromatic heterocyclic groups; aryloxy groups; or disubstituted amino groups substituted by aromatic hydrocarbon groups or aromatic heterocyclic groups and R 1 to R 12 may be bonded via a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom to form a ring,
X represents an aromatic hydrocarbon group; an aromatic heterocyclic group; or a disubstituted amino group substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.
本発明のインデノカルバゾール化合物の好適な態様は以下の通りである。
1)下記一般式(1-1)で表されること。
R1~R12およびXは前記一般式(1)に記載した通りの意味であ
る。
2)R1~R12で表される炭素数1~8のアルキル基が、炭素数1~6のアルキル基であること。
3)Xが、芳香族複素環基またはジ置換アミノ基であること。
4)Xが、含窒素芳香族複素環基であること。
Preferred embodiments of the indenocarbazole compound of the present invention are as follows.
1) Represented by the following general formula (1-1).
R 1 to R 12 and X have the same meanings as described in formula (1) above.
2) The C 1-8 alkyl groups represented by R 1 to R 12 are C 1-6 alkyl groups.
3) X is an aromatic heterocyclic group or a disubstituted amino group;
4) X is a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group;
本明細書では、特記しない限り、R1~R12およびXで表される炭素数1~8のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基およびアリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。また、R1~R12およびXで表されるジ置換アミノ基が置換基として有する芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、更に置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。 In this specification, unless otherwise specified, R 1 to R 12 and X represent alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, cycloalkyl groups having 5 to 10 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms, and Alkyloxy groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyloxy groups having 5 to 10 carbon atoms, aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups and aryloxy groups may be substituted or unsubstituted. may In addition, the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which the disubstituted amino group represented by R 1 to R 12 and X has as a substituent may further have a substituent or may be unsubstituted. may
アルキル基、アルケニル基、アルキルオキシ基等の脂肪族炭化水素基は、特記しない限り、直鎖状でも分岐状でもよい。芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、特記しない限り、単環構造であっても多環構造であってもよく、さらには、縮合多環構造であってもよい。 Aliphatic hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups and alkyloxy groups may be linear or branched unless otherwise specified. Unless otherwise specified, the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group may have a monocyclic structure, a polycyclic structure, or a condensed polycyclic structure.
また、本発明によれば、一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記インデノカルバゾール化合物が、少なくとも一層の有機層の構成材料として用いられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。 Further, according to the present invention, in an organic electroluminescence device having a pair of electrodes and at least one organic layer sandwiched therebetween, the indenocarbazole compound is used as a constituent material of at least one organic layer. An organic electroluminescence device characterized by the following is provided.
本発明の有機エレクトロルミネッセンスにおいては、
5)前記有機層が正孔輸送層、電子阻止層、正孔注入層または発光層であること、
6)遅延蛍光を放射すること、
が好ましい。
In the organic electroluminescence of the present invention,
5) the organic layer is a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole injection layer or a light emitting layer;
6) emitting delayed fluorescence;
is preferred.
さらに、本発明によれば、一対の電極の間に発光層を選択的に有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記インデノカルバゾール化合物が、前記発光層の構成材料として用いられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。かかる態様の有機エレクトロルミネッセンスは、遅延蛍光を放射することが好ましい。 Further, according to the present invention, in the organic electroluminescence device having a light-emitting layer selectively between a pair of electrodes, the indenocarbazole compound is used as a constituent material of the light-emitting layer. An organic electroluminescent device is provided. The organic electroluminescence of this aspect preferably emits delayed fluorescence.
また、本発明によれば、一対の電極の間に発光層と他の層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記他の層は、正孔注入層、正孔輸送層または電子阻止層であり、前記インデノカルバゾール化合物が、前記発光層または前記他の層の構成材料として用いられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。かかる態様の有機エレクトロルミネッセンスは、遅延蛍光を放射することが好ましい。 Further, according to the present invention, in the organic electroluminescence device having a light emitting layer and another layer between a pair of electrodes, the other layer is a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer. and an organic electroluminescence device, wherein the indenocarbazole compound is used as a constituent material of the light-emitting layer or the other layer. The organic electroluminescence of this aspect preferably emits delayed fluorescence.
本発明のインデノカルバゾール化合物は、最低三重項状態(T1)のエネルギー準位が高く、HOMO-LUMO間のバンドギャップが広い。そのため、正孔輸送性を有しており、下記特性を1つ以上有する。
(1)従来の材料より正孔の移動度が大きく正孔輸送性が高い。
(2)正孔注入性が高い。
(3)電子阻止性が高い。
(4)電子に対する安定性が高い。
また、薄膜状態が安定であり、耐熱性にも優れる。このような特性を有するため、本発明のインデノカルバゾール化合物は、有機EL素子用の材料として好適である。また、有機フォトルミネッセンス素子用の材料として利用することもできる。
The indenocarbazole compound of the present invention has a high lowest triplet state (T 1 ) energy level and a wide HOMO-LUMO bandgap. Therefore, it has a hole-transport property and has one or more of the following properties.
(1) Higher hole mobility and higher hole transportability than conventional materials.
(2) High hole injection properties.
(3) High electron blocking properties.
(4) High stability to electrons.
In addition, the thin film state is stable, and the heat resistance is also excellent. Due to such properties, the indenocarbazole compound of the present invention is suitable as a material for organic EL devices. It can also be used as a material for organic photoluminescence elements.
また、かかるインデノカルバゾール化合物を使用した本発明の有機EL素子は、下記特性を有する。
(5)発光効率が高い。
(6)輝度が高い。
(7)発光開始電圧が低い。
(8)実用駆動電圧が低い。
(9)製造コストが安い。
Also, the organic EL device of the present invention using such an indenocarbazole compound has the following characteristics.
(5) High luminous efficiency.
(6) Brightness is high.
(7) Light emission start voltage is low.
(8) Practical drive voltage is low.
(9) Low manufacturing cost.
本発明のインデノカルバゾール化合物は、有機EL素子の正孔注入層または正孔輸送層の構成材料として好適に使用される。本発明のインデノカルバゾール化合物を用いて作製された正孔注入層または正孔輸送層を有する有機EL素子においては、発光層内で生成した励起子を閉じ込めることができ、さらに正孔と電子が再結合する確率を向上させ、高発光効率を得ることができる。また、駆動電圧が低く、耐久性にも優れる。 The indenocarbazole compound of the present invention is suitably used as a constituent material for the hole injection layer or hole transport layer of an organic EL device. In an organic EL device having a hole-injecting layer or a hole-transporting layer prepared using the indenocarbazole compound of the present invention, excitons generated in the light-emitting layer can be confined, and holes and electrons can be confined. It is possible to improve the probability of recombination and obtain high luminous efficiency. In addition, the driving voltage is low and the durability is excellent.
また、本発明のインデノカルバゾール化合物は、有機EL素子の電子阻止層の構成材料としても好適に使用される。係るインデノカルバゾール化合物は、電子阻止性に優れ、正孔輸送性に優れ、かつ薄膜状態の安定性が高いからである。本発明のインデノカルバゾール化合物を用いて作成された電子阻止層を有する有機EL素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低く、電流耐性に優れ、最大発光輝度が高い。 Moreover, the indenocarbazole compound of the present invention is also suitably used as a constituent material of an electron blocking layer of an organic EL device. This is because such an indenocarbazole compound has excellent electron blocking properties, excellent hole transport properties, and high stability in a thin film state. An organic EL device having an electron-blocking layer prepared using the indenocarbazole compound of the present invention has high luminous efficiency, low driving voltage, excellent current resistance, and high maximum emission luminance.
さらに、本発明のインデノカルバゾール化合物は、有機EL素子の発光層の構成材料としても好適に使用される。係るインデノカルバゾール化合物は、正孔輸送性に優れ、かつバンドギャップが広い。そのため、本発明のインデノカルバゾール化合物を発光層のホスト材料として用い、ドーパントと呼ばれている蛍光発光体、燐光発光体または遅延蛍光材料を担持させて、発光層を形成することにより、駆動電圧が低く、発光効率が改善された有機EL素子を実現できる。 Furthermore, the indenocarbazole compound of the present invention is also suitably used as a constituent material for the light-emitting layer of an organic EL device. Such an indenocarbazole compound has excellent hole-transport properties and a wide bandgap. Therefore, the indenocarbazole compound of the present invention is used as a host material for the light-emitting layer, and a fluorescent light emitter, a phosphorescent light emitter, or a delayed fluorescent material called a dopant is supported to form the light-emitting layer, thereby reducing the driving voltage. It is possible to realize an organic EL device with a low V and improved luminous efficiency.
以上の通り、本発明のインデノカルバゾール誘導体を用いると、各種特性が向上した有機EL素子を得ることができる。さらには、本発明の有機EL素子の発光層に遅延蛍光材料をドーパント材料として使用することにより、イリジウムや白金などのレアメタルを含む発光材料の使用を回避できる。即ち、希少で高価なレアメタルを用いないため、本発明の有機EL素子においては、前記インデノカルバゾール化合物と遅延蛍光材料との併用により、上記効果に加え、資源面およびコスト面でも有利な有機EL素子を実現できる。 As described above, the use of the indenocarbazole derivative of the present invention makes it possible to obtain an organic EL device with improved properties. Furthermore, by using a delayed fluorescence material as a dopant material in the light-emitting layer of the organic EL device of the present invention, the use of light-emitting materials containing rare metals such as iridium and platinum can be avoided. That is, since scarce and expensive rare metals are not used, in the organic EL device of the present invention, the combined use of the indenocarbazole compound and the delayed fluorescence material provides an organic EL device that is advantageous in terms of resources and cost in addition to the above effects. element can be realized.
<インデノカルバゾール化合物>
本発明のインデノカルバゾール化合物は、下記一般式(1)で表される。
The indenocarbazole compound of the present invention is represented by the following general formula (1).
上記一般式(1)で表されるインデノカルバゾール化合物は、下記一般式(1-1)で表される態様を含む。かかる態様は、一般式(1)におけるX、R2~R9およびR12の結合位置を特定したものである。
(R1~R12)
R1~R12は、同一でも異なってもよく、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1~8のアルキル基;炭素数5~10のシクロアルキル基;炭素数2~6のアルケニル基;炭素数1~6のアルキルオキシ基;炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;または芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基から選ばれる基によって置換されたジ置換アミノ基;を表す。
(R 1 to R 12 )
R 1 to R 12 may be the same or different, hydrogen atom; deuterium atom; fluorine atom; chlorine atom; cyano group; nitro group; alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; group; alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms; alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms; cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms; aromatic hydrocarbon group; aromatic heterocyclic group; a disubstituted amino group substituted with a group selected from a hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group;
R1~R12は、独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。尚、R1~R12がジ置換アミノ基である場合、環形成には、ジ置換アミノ基中の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が寄与する。 R 1 to R 12 may exist independently and do not form a ring, but form a ring by bonding to each other through a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom You may When R 1 to R 12 are disubstituted amino groups, the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group in the disubstituted amino group contributes to ring formation.
R1~R12で表される炭素数1~8のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基としては、具体的に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基など;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基など;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基など;を挙げることができる。炭素数1~8のアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms or alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 12 include methyl group, ethyl group, n -propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, etc.; cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1- adamantyl group, 2-adamantyl group; vinyl group, allyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group; As the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
R1~R12で表される炭素数1~8のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基は、無置換でもよいが置換基を有していてもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に、例えば以下の基を挙げることができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子;
炭素数1~6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチルオキ
シ基、プロピルオキシ基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチルオキ
シ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリ
ル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニ
ル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、
トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基
、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベ
ンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベ
ンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイ
ミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基
、カルボリニル基;
尚、これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基が置換していても良い。また、これらの置換基は、独立して存在し、環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 12 may be unsubstituted, but may have a substituent. good too. Examples of substituents include deuterium atoms, cyano groups, nitro groups, and the following groups.
halogen atoms, such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms;
an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyloxy group, an ethyloxy group, a propyloxy group;
an aryloxy group, such as a phenyloxy group, a tolyloxy group;
arylalkyloxy groups, such as benzyloxy groups, phenethyloxy groups;
aromatic hydrocarbon groups such as phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, fluorenyl, indenyl, pyrenyl, perylenyl, fluoranthenyl,
a triphenylenyl group;
Aromatic heterocyclic groups such as pyridyl, pyrimidinyl, triazinyl, thienyl, furyl, pyrrolyl, quinolyl, isoquinolyl, benzofuranyl, benzothienyl, indolyl, carbazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, carbolinyl group;
These substituents may be unsubstituted, or may be further substituted with the substituents exemplified above. These substituents may exist independently and may not form a ring, but may be bonded to each other through a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom to form a ring. may be formed.
R1~R12で表される炭素数1~6のアルキルオキシ基または炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基としては、具体的に、メチルオキシ基、エチルオキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1-アダマンチルオキシ基、2-アダマンチルオキシ基などを挙げることができる。 Specific examples of the alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms or the cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms represented by R 1 to R 12 include methyloxy group, ethyloxy group, n-propyloxy group and isopropyl oxy group, n-butyloxy group, tert-butyloxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, cycloheptyloxy group, cyclooctyloxy group, 1-adamantyloxy group, 2 -adamantyloxy group and the like.
R1~R12で表される炭素数1~6のアルキルオキシ基または炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、R1~R12で表される炭素数1~8のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。とりうる態様も、同様である。 The alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms or the cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms represented by R 1 to R 12 may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, the substituent that may be possessed by the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, the cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms or the alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 12 Examples similar to those shown can be mentioned. Possible modes are also the same.
R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、具体的に、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、フリル基、ピロリル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾアゼピニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノキサジニル基、フェノセレナジニル基、フェノチアジニル基、フェノテルラジニル基、フェノホスフィナジニル基、アクリジニル基、カルボリニル基などを挙げることができる。 Specific examples of aromatic hydrocarbon groups or aromatic heterocyclic groups represented by R 1 to R 12 include phenyl group, biphenylyl group, terphenylyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group and indenyl group. , pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, furyl group, pyrrolyl group, thienyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, indenocarbazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzazepinyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, naphthyridinyl group, phenanthrolinyl group , phenazinyl group, phenoxazinyl group, phenoselenazinyl group, phenothiazinyl group, phenothelazinyl group, phenophosphinazinyl group, acridinyl group, carbolinyl group and the like.
R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に、例えば以下の基を挙げることができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子;
炭素数1~6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基
、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基;
炭素数1~6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチルオキ
シ基、プロピルオキシ基;
炭素数2~6のアルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチルオキ
シ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリ
ル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニ
ル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、
トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基
、フリル基、チエニル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベ
ンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、イ
ンデノカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キ
ノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニ
ル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基、フェノキサジニル基、フェ
ノチアジニル基、アクリジニル基、フェナジニル基;
アリールビニル基、例えばスチリル基、ナフチルビニル基;
アシル基、例えばアセチル基、ベンゾイル基;
ジ置換アミノ基、例えば
ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基などアルキル基で置換された
ジアルキルアミノ基、
ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基など芳香族炭化水素基の
みで置換されたジ置換アミノ基、
ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などアラルキル基で置
換されたジアラルキルアミノ基、
ジピリジルアミノ基、ジチエニルアミノ基など芳香族複素環基のみ
で置換されたジ置換アミノ基、
ジアリルアミノ基などアルケニル基で置換されたジアルケニルアミ
ノ基、
その他アルキル基、芳香族炭化水素基、アラルキル基、芳香族複素
環基およびアルケニル基から成る群より選択される置換基で置換され
たジ置換アミノ基;
尚、これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基が置換していてもよい。また、これらの置換基は、独立して存在し、環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。上記置換基がジ置換アミノ基である場合、環形成には、ジ置換アミノ基を構成するアルキル基、芳香族炭化水素基、アラルキル基、芳香族複素環基またはアルケニル基が寄与する。
The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of substituents include deuterium atoms, cyano groups, nitro groups, and the following groups.
halogen atoms, such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms;
Alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, n- hexyl group;
an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyloxy group, an ethyloxy group, a propyloxy group;
alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms, such as vinyl groups and allyl groups;
an aryloxy group, such as a phenyloxy group, a tolyloxy group;
arylalkyloxy groups, such as benzyloxy groups, phenethyloxy groups;
aromatic hydrocarbon groups such as phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, fluorenyl, indenyl, pyrenyl, perylenyl, fluoranthenyl,
a triphenylenyl group;
aromatic heterocyclic groups such as pyridyl, pyrimidinyl, triazinyl, furyl, thienyl, pyrrolyl, quinolyl, isoquinolyl, benzofuranyl, benzothienyl, indolyl, carbazolyl, indenocarba zolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, carbolinyl group, phenoxazinyl group, phenothiazinyl group, acridinyl group, phenazinyl group;
aryl vinyl groups, such as styryl groups, naphthyl vinyl groups;
an acyl group, such as an acetyl group, a benzoyl group;
disubstituted amino groups, e.g., dialkylamino groups substituted with alkyl groups such as dimethylamino group and diethylamino group;
disubstituted amino groups substituted only with aromatic hydrocarbon groups such as diphenylamino groups and dinaphthylamino groups;
dialkylamino groups substituted with aralkyl groups such as dibenzylamino group and diphenethylamino group;
a disubstituted amino group substituted only with an aromatic heterocyclic group such as a dipyridylamino group or a dithienylamino group;
a dialkenylamino group substituted with an alkenyl group such as a diallylamino group;
Disubstituted amino groups substituted with other substituents selected from the group consisting of alkyl groups, aromatic hydrocarbon groups, aralkyl groups, aromatic heterocyclic groups and alkenyl groups;
These substituents may be unsubstituted, or may be further substituted with the substituents exemplified above. These substituents may exist independently and may not form a ring, but may be bonded to each other through a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom to form a ring. may be formed. When the above substituent is a disubstituted amino group, the alkyl group, aromatic hydrocarbon group, aralkyl group, aromatic heterocyclic group or alkenyl group that constitutes the disubstituted amino group contributes to ring formation.
R1~R12で表されるアリールオキシ基としては、具体的に、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、トリフェニレニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基などを挙げることができる。 Specific examples of the aryloxy groups represented by R 1 to R 12 include a phenyloxy group, a biphenylyloxy group, a terphenylyloxy group, a naphthyloxy group, an anthracenyloxy group and a phenanthrenyloxy group. , fluorenyloxy group, indenyloxy group, triphenylenyloxy group, pyrenyloxy group, perylenyloxy group and the like.
R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。とりうる態様も、同様である。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, the same substituents as those described above for the substituent which the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may have can be mentioned. Possible modes are also the same.
R1~R12で表されるジ置換アミノ基が置換基として有する芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which the disubstituted amino group represented by R 1 to R 12 has as a substituent includes the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 above. The same examples as those given for the heterocyclic group can be mentioned.
R1~R12で表されるジ置換アミノ基が置換基として有する芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、無置換でもよいが、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。とりうる態様も、同様である。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which the disubstituted amino group represented by R 1 to R 12 has as a substituent may be unsubstituted or may further have a substituent. As the substituent, the same substituents as those described above for the substituent which the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may have can be mentioned. Possible modes are also the same.
(X)
Xは、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基によって置換されたジ置換アミノ基を表す。
(X)
X represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a disubstituted amino group substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.
Xで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記R1~R12に関して示したものと同様のものを挙げることができる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by X include the same groups as those described above for R 1 to R 12 .
Xで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、無置換でもよいが置換基を有していてもよい。置換基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。とりうる態様も、同様である。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by X may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, the same substituents as those described above for the substituent which the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may have can be mentioned. Possible modes are also the same.
Xで表されるジ置換アミノ基が置換基として有する芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。 As the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which the disubstituted amino group represented by X has as a substituent, the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 Examples similar to those shown can be mentioned.
R1~R12で表されるジ置換アミノ基が置換基として有する芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、無置換でもよいが更に置換基を有していてもよい。置換基としては、前記R1~R12で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものを挙げることができる。とりうる態様も、同様である。 The aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which the disubstituted amino group represented by R 1 to R 12 has as a substituent may be unsubstituted or may further have a substituent. As the substituent, the same substituents as those described above for the substituent which the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group represented by R 1 to R 12 may have can be mentioned. Possible modes are also the same.
(好適な態様)
以下、インデノカルバゾール化合物の好適な態様を説明する。
インデノカルバゾール化合物としては、前記一般式(1-1)で表されるインデノカルバゾール化合物が好ましい。
(preferred embodiment)
Preferred embodiments of the indenocarbazole compound are described below.
As the indenocarbazole compound, an indenocarbazole compound represented by the general formula (1-1) is preferable.
R1としては、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が好ましく、縮合多環構造を有しない芳香族炭化水素基または縮合多環構造を有し、かつヘテロ原子として窒素原子を有しない芳香族複素環基がより好ましい。また、前記したヘテロ原子として窒素原子を有しない芳香族複素環基は含酸素芳香族複素環基であること好ましい。具体的には、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフラニル基またはジベンゾチエニル基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基またはジベンゾフラニル基がより好ましい。R1で表される基は、無置換であることが好ましい。 R 1 is preferably an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, an aromatic hydrocarbon group having no condensed polycyclic structure or an aromatic group having a condensed polycyclic structure and having no nitrogen atom as a heteroatom Group heterocyclic groups are more preferred. Moreover, the aromatic heterocyclic group having no nitrogen atom as a hetero atom is preferably an oxygen-containing aromatic heterocyclic group. Specifically, a phenyl group, a biphenylyl group, a terphenylyl group, a benzofuranyl group, a benzothienyl group, a dibenzofuranyl group or a dibenzothienyl group is preferred, and a phenyl group, a biphenylyl group or a dibenzofuranyl group is more preferred. The group represented by R 1 is preferably unsubstituted.
R2~R9、R12としては、水素原子または重水素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。 R 2 to R 9 and R 12 are preferably a hydrogen atom or a deuterium atom, more preferably a hydrogen atom.
R10、R11としては、炭素数1~8のアルキル基または芳香族炭化水素基が好ましく、メチル基、オクチル基またはフェニル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。 R 10 and R 11 are preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group, more preferably a methyl group, an octyl group or a phenyl group, particularly preferably a methyl group.
Xとしては、芳香族複素環基またはジ置換アミノ基が好ましく、芳香族複素環基がより好ましく、含窒素芳香族複素環基が特に好ましく、3環以上の縮合多環構造を有する含窒素芳香族複素環基が最も好ましい。具体的には、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、アクリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、フェナントロリニル基またはカルボリニル基が好ましく、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基またはインデノカルバゾリル基がより好ましい。
また、これらの芳香族複素環基は、製造の容易さ、電力効率、輝度などの点から、芳香族複素環上のN原子がインデノカルバゾール骨格に結合していることが好ましい。素子寿命の観点からは、3環以上の縮合多環構造を有する含窒素芳香族複素環基、例えばカルバゾリル基またはインデノカルバゾリル基が好ましく、輝度、発光効率および電力効率の観点からは3環以上の縮合多環構造を有し、かつヘテロ原子として窒素原子を有しない芳香族複素環基、例えばジベンゾチエニル基またはジベンゾフラニル基が好ましく、ジベンゾフラニル基がより好ましい。
ここで、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基は無置換であることが好ましい。
また、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、アクリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、フェナントロリニル基またはカルボリニル基は無置換であるか、置換基を有しており、置換基としては、炭素数1~4のアルキル基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;芳香族炭化水素基で置換されたジ置換アミノ基が好ましく、メチル基、フェニル基、カルバゾリル基、ジフェニルアミノ基、ビフェニリル基、フルオレニル基、インデノカルバゾリル基、ジベンゾチエニル基またはジベンゾフラニル基がより好ましく、メチル基、フェニル基、カルバゾリル基、ビフェニリル基、フルオレニル基、インデノカルバゾリル基、ジベンゾチエニル基またはジベンゾフラニル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。
X is preferably an aromatic heterocyclic group or a disubstituted amino group, more preferably an aromatic heterocyclic group, particularly preferably a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group, a nitrogen-containing aromatic having a condensed polycyclic structure of 3 or more rings heterocyclic groups are most preferred. Specifically, a phenoxazinyl group, a phenothiazinyl group, an acridinyl group, a phenazinyl group, a carbazolyl group, an indenocarbazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothienyl group, a phenanthrolinyl group or a carbolinyl group is preferred, and dibenzofuran A nyl group, a carbazolyl group or an indenocarbazolyl group is more preferred.
In addition, these aromatic heterocyclic groups preferably have an N atom on the aromatic heterocyclic ring bonded to the indenocarbazole skeleton in terms of ease of production, power efficiency, brightness, and the like. From the viewpoint of device life, a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group having a condensed polycyclic structure of three or more rings, such as a carbazolyl group or an indenocarbazolyl group, is preferable. An aromatic heterocyclic group having a condensed polycyclic structure of rings or more and having no nitrogen atom as a hetero atom, such as a dibenzothienyl group or a dibenzofuranyl group, is preferred, and a dibenzofuranyl group is more preferred.
Here, the dibenzofuranyl group and the dibenzothienyl group are preferably unsubstituted.
A phenoxazinyl group, a phenothiazinyl group, an acridinyl group, a phenazinyl group, a carbazolyl group, an indenocarbazolyl group, a phenanthrolinyl group, or a carbolinyl group is unsubstituted or has a substituent, and a substituent As, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; an aromatic hydrocarbon group; an aromatic heterocyclic group; more preferably amino group, biphenylyl group, fluorenyl group, indenocarbazolyl group, dibenzothienyl group or dibenzofuranyl group, methyl group, phenyl group, carbazolyl group, biphenylyl group, fluorenyl group, indenocarbazolyl group, A dibenzothienyl group or a dibenzofuranyl group is particularly preferred, and a methyl group is most preferred.
本発明のインデノカルバゾール化合物の好適な具体例を図6~図10に示すが、インデノカルバゾール化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。Dは重水素原子を表す。 Preferred specific examples of the indenocarbazole compound of the present invention are shown in FIGS. 6 to 10, but the indenocarbazole compound is not limited to these compounds. D represents a deuterium atom.
具体例中、化合物1、4~6および9~23は、一分子中インデノカルバゾール構造を2以上有するが、紙面上、最も右側に描かれるインデノカルバゾール構造が、本発明のインデノカルバゾール化合物の主骨格に該当する。
Among specific examples,
また、具体例中化合物1~45は全て上記一般式(1-1)に該当する。 Compounds 1 to 45 in the specific examples all correspond to the above general formula (1-1).
<製造方法>
本発明のインデノカルバゾール化合物は、公知の方法によって製造することができる。例えば塩基存在下、臭素などのハロゲンで置換されたインデノカルバゾールと含窒素複素環などのアミン類とのブッフバルド・ハートウィッグ反応などの縮合反応を行うことによって、合成することができる。
詳述すると、まず、パラジウム触媒および塩基存在下、インデノカルバゾール誘導体とハロゲン化アリールやハロゲン化ヘテロアリールなどのハロゲン化物とのブッフバルド・ハートウィッグ反応により、上記一般式(1)におけるR1に相当する基が導入されたインデノカルバゾール誘導体を合成する。次に、得られたインデノカルバゾール誘導体をNBSなどを用いてハロゲン化する。続いて、ハロゲン化されたインデノカルバゾール誘導体と2級アミンとのブッフバルド・ハートウィッグ反応またはジベンゾフランボロン酸やジベンゾチオフェンボロン酸などのボロン酸化合物との鈴木-宮浦クロスカップリング反応により上記一般式(1)におけるXに相当する基を導入する。
<Manufacturing method>
The indenocarbazole compound of the present invention can be produced by known methods. For example, it can be synthesized by performing a condensation reaction such as a Buchwald-Hartwig reaction between an indenocarbazole substituted with a halogen such as bromine and an amine such as a nitrogen-containing heterocycle in the presence of a base.
Specifically, first, in the presence of a palladium catalyst and a base, an indenocarbazole derivative and a halide such as an aryl halide or a heteroaryl halide are subjected to a Buchwald-Hartwig reaction to obtain a compound corresponding to R 1 in the above general formula (1). Synthesize an indenocarbazole derivative into which a group is introduced. Next, the obtained indenocarbazole derivative is halogenated using NBS or the like. Subsequently, the above general formula ( A group corresponding to X in 1) is introduced.
インデノカルバゾール化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製、溶媒による再結晶や晶析法などによって行うことができる。昇華精製法などによる精製を行ってもよい。化合物の同定は、NMR分析によって行うことができる。物性値として、ガラス転移点(Tg)、仕事関数等の測定を行うことができる。 Purification of the indenocarbazole compound can be carried out by purification by column chromatography, adsorption purification by silica gel, activated carbon, activated clay or the like, recrystallization or crystallization with a solvent, or the like. Purification by a sublimation purification method or the like may be performed. Identification of compounds can be performed by NMR analysis. As physical property values, a glass transition point (Tg), a work function, and the like can be measured.
ガラス転移点(Tg)は薄膜状態の安定性の指標となる。ガラス転移点(Tg)は、粉体を用いて高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によって測定することができる。 The glass transition point (Tg) is an index of the stability of the thin film state. The glass transition point (Tg) can be measured using a powder with a high-sensitivity differential scanning calorimeter (DSC3100S, manufactured by Bruker AXS).
仕事関数は正孔輸送性の指標となる。仕事関数は、ITO基板の上に100nmの薄膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社製、PYS-202型)によって求めることができる。 The work function is an index of hole transportability. The work function can be obtained by forming a thin film of 100 nm on an ITO substrate and using an ionization potential measurement device (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., model PYS-202).
本発明のインデノカルバゾール化合物は、正孔輸送性を有しており、NPD,TPD等の従来公知の正孔輸送材料が示す仕事関数5.5eV以上の仕事関数を示す。 The indenocarbazole compound of the present invention has a hole-transporting property and exhibits a work function of 5.5 eV or more exhibited by conventionally known hole-transporting materials such as NPD and TPD.
<有機EL素子>
上記した本発明のインデノカルバゾール化合物は、有機EL素子の構成材料として用いられるものである。具体的には、一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層が設けられた構造を有する有機EL素子において、本発明のインデノカルバゾール化合物は、少なくとも一層の有機層の構成材料に使用される。
<Organic EL element>
The indenocarbazole compound of the present invention described above is used as a constituent material of an organic EL device. Specifically, in an organic EL device having a structure comprising a pair of electrodes and at least one organic layer sandwiched between them, the indenocarbazole compound of the present invention is used as a constituent material of at least one organic layer. be done.
かかる条件を満たしている限り、本発明の有機EL素子の層構造は種々の態様を採ることができる。例えば、一対の電極の間に発光層のみが選択的に設けられた態様を採ることができる。あるいは、一対の電極の間に発光層と他の層(正孔注入層、正孔輸送層または電子阻止層)とが設けられた態様を採ることができる。発光層と他の層とが設けられた態様の具体例として、基板上に順次に、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および陰極を設けた構造が挙げられる。陽極と正孔輸送層の間には正孔注入層を設けてもよい。発光層と正孔輸送層の間には電子阻止層を設けてもよい。発光層と電子輸送層の間には正孔阻止層を設けてもよい。発光層の陽極側もしくは陰極側には励起子ブロッキング層を設けてもよい。さらに、有機層を何層か省略あるいは兼ねることが可能である。例えば、正孔注入層と正孔輸送層を兼ねた構成とすること、電子輸送層と電子注入層を兼ねた構成とすることなどが可能である。また、同一の機能を有する有機層を2層以上積層した構成とすることが可能である。例えば、正孔輸送層を2層積層した構成、発光層を2層積層した構成、電子輸送層を2層積層した構成などが可能である。図5には、後述する実施例で採用された層構成が示されている。即ち、ガラス基板1上に透明陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層5、発光層6、正孔阻止層7、電子輸送層8、電子注入層9および陰極10がこの順に形成された層構成が示されている。
As long as these conditions are satisfied, the layer structure of the organic EL device of the present invention can take various forms. For example, a mode in which only a light-emitting layer is selectively provided between a pair of electrodes can be adopted. Alternatively, a mode in which a light-emitting layer and another layer (a hole injection layer, a hole transport layer, or an electron blocking layer) are provided between a pair of electrodes can be adopted. A specific example of a mode in which a light emitting layer and other layers are provided includes a structure in which an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and a cathode are sequentially provided on a substrate. A hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer. An electron blocking layer may be provided between the light emitting layer and the hole transport layer. A hole-blocking layer may be provided between the light-emitting layer and the electron-transporting layer. An exciton blocking layer may be provided on the anode side or the cathode side of the light-emitting layer. Furthermore, it is possible to omit or combine some of the organic layers. For example, it is possible to have a structure that serves both as a hole injection layer and a hole transport layer, or a structure that serves as both an electron transport layer and an electron injection layer. Moreover, it is possible to have a structure in which two or more organic layers having the same function are laminated. For example, a configuration in which two hole transport layers are stacked, a configuration in which two light emitting layers are stacked, a configuration in which two electron transport layers are stacked, and the like are possible. FIG. 5 shows the layer structure employed in the examples described later. Specifically, a
<陽極>
陽極2は、それ自体公知の電極材料で構成されてよく、例えばITOや金のような仕事関数の大きな電極材料が用いられる。
<Anode>
The
<正孔注入層>
正孔注入層3には、本発明のインデノカルバゾール化合物を好適に用いることができる。その他、公知の材料を本発明のインデノカルバゾール化合物に代え、または本発明のインデノカルバゾール化合物と混合してもしくは同時に使用してもよい。
<Hole injection layer>
The indenocarbazole compound of the present invention can be suitably used for the hole injection layer 3 . In addition, known materials may be used instead of the indenocarbazole compound of the present invention, mixed with or used simultaneously with the indenocarbazole compound of the present invention.
公知の材料としては、例えば、銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;ナフタレンジアミン誘導体;スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;トリフェニルアミン構造同士を単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するトリフェニルアミン3量体または4量体;ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物;塗布型の高分子材料;などを用いることができる。 Examples of known materials include porphyrin compounds typified by copper phthalocyanine; naphthalenediamine derivatives; starburst-type triphenylamine derivatives; A triphenylamine trimer or tetramer having a structure; an acceptor heterocyclic compound such as hexacyanoazatriphenylene; a coating type polymer material; and the like can be used.
また、正孔注入層に通常使用される材料とともに、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(WO2014/009310)などをPドーピングしたものや、TPDなどのベンジジン誘導体の構造をその部分構造に有する高分子化合物などを用いることができる。 In addition to the materials normally used for the hole injection layer, P-doped trisbromophenylamine hexachloroantimony, radialene derivatives (WO2014/009310) and the like, and the structure of benzidine derivatives such as TPD are added to the partial structure. It is possible to use a polymer compound having
これらの材料を用いて蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などの公知の方法によって薄膜形成を行うことにより、正孔注入層3を得ることができる。以下に述べる各層も同様に、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などの公知の方法により薄膜形成を行うことで得ることができる。 The hole injection layer 3 can be obtained by forming a thin film using these materials by a known method such as a vapor deposition method, a spin coating method, or an inkjet method. Each layer described below can be similarly obtained by forming a thin film by a known method such as a vapor deposition method, a spin coating method, an inkjet method, or the like.
<正孔輸送層>
正孔輸送層4には、本発明のインデノカルバゾール化合物を好適に用いることができる。その他、以下に例示される公知の材料を本発明のインデノカルバゾール化合物に代え、または本発明のインデノカルバゾール化合物と混合してもしくは同時に使用してもよい。
m-カルバゾリルフェニル基を含有する化合物;
ベンジジン誘導体、例えば
N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(m-トリル)-ベンジジン(
TPD)、
N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(α-ナフチル)-ベンジジン
(NPD)、
N,N,N',N'-テトラビフェニリルベンジジン;
1,1-ビス[(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(
TAPC);
種々のトリフェニルアミン3量体および4量体;
カルバゾール誘導体;
<Hole transport layer>
The indenocarbazole compound of the present invention can be suitably used for the
compounds containing an m-carbazolylphenyl group;
benzidine derivatives such as N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)-benzidine (
TPD),
N,N'-diphenyl-N,N'-di(α-naphthyl)-benzidine (NPD),
N,N,N',N'-tetrabiphenylylbenzidine;
1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane (
TAPC);
various triphenylamine trimers and tetramers;
carbazole derivatives;
正孔輸送層4は、上記の材料を単独で用いて成膜しても良いが、他の材料とともに混合して成膜してもよい。また、単独で成膜した層同士を積層した構造、混合して成膜した層同士を積層した構造または単独で成膜した層と混合して成膜した層を積層した構造を有していてもよい。正孔輸送層以外の他の有機層も同様の構造とすることができる。
The
また、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)/ポリ(スチレンスルフォネート)(PSS)などの塗布型の高分子材料を用い、正孔注入層兼正孔輸送層を形成することができる。 Alternatively, a coating type polymer material such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)/poly(styrene sulfonate) (PSS) may be used to form a hole injection layer/hole transport layer. can be done.
また、正孔輸送層に通常使用される材料とともに、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(WO2014/009310)などをPドーピングしたものや、TPDなどのベンジジン誘導体の構造をその部分構造に有する高分子化合物などを用いることができる。 In addition to the materials normally used for the hole transport layer, P-doped trisbromophenylamine hexachloroantimony, radialene derivatives (WO2014/009310) and the like, and the structure of benzidine derivatives such as TPD are added to the partial structure. It is possible to use a polymer compound having
<電子阻止層>
電子阻止層5には、本発明のインデノカルバゾール化合物を好適に用いることができる。その他、例えば以下に例示される公知の電子阻止作用を有する化合物を用いることができる。
カルバゾール誘導体、例えば
4,4',4''-トリ(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(
TCTA)、
9,9-ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]フルオレ
ン、
1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)ベンゼン(mCP)、
2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)アダマンタン
(Ad-Cz);
トリフェニルシリル基を有するトリアリールアミン化合物、例えば
9-[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-9-[4-(ト
リフェニルシリル)フェニル]-9H-フルオレン;
電子阻止性の高いモノアミン化合物;
種々のトリフェニルアミン2量体;
<Electron blocking layer>
The indenocarbazole compound of the present invention can be suitably used for the electron blocking layer 5 . In addition, for example, a compound having a known electron blocking action exemplified below can be used.
Carbazole derivatives such as 4,4′,4″-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (
TCTA),
9,9-bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]fluorene,
1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene (mCP),
2,2-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)adamantane (Ad-Cz);
triarylamine compounds having a triphenylsilyl group, such as 9-[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-9-[4-(triphenylsilyl)phenyl]-9H-fluorene;
Monoamine compounds with high electron blocking properties;
various triphenylamine dimers;
<発光層>
発光層6には、本発明のインデノカルバゾール化合物を好適に用いることができる。また、公知の発光材料を用いてもよい。公知の発光材料としては、PIC-TRZ(非特許文献1参照)、CC2TA(非特許文献2参照)、PXZ-TRZ(非特許文献3参照)、4CzIPNなどのカルバゾリルジシアノベンゼン(CDCB)誘導体(非特許文献4参照)をはじめとする遅延蛍光材料;トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)をはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体などの各種金属錯体;ベンゾニトリル誘導体;アントラセン誘導体;ビススチリルベンゼン誘導体;ピレン誘導体;オキサゾール誘導体;ポリパラフェニレンビニレン誘導体;などを用いることができる。
有機EL素子が、遅延蛍光材料を用いて形成した発光層を有している場合、かかる有機EL素子は、電流を流したときに遅延蛍光を放射する。
<Light emitting layer>
The indenocarbazole compound of the present invention can be suitably used for the light-emitting
When an organic EL element has a light-emitting layer formed using a delayed fluorescence material, the organic EL element emits delayed fluorescence when current is applied.
発光層6は、ホスト材料とドーパント材料とで構成することが好ましい。
ホスト材料として、本発明のインデノカルバゾール化合物と前記した遅延蛍光材料以外の発光材料に加え、ベンゾニトリル誘導体、mCP、mCBP、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを用いることができる。
ドーパント材料としては、ベンゾニトリル誘導体、PIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPNなどのCDCB誘導体をはじめとした遅延蛍光材料;キナクリドン、クマリン、ルブレン、アントラセン、ペリレンおよびそれらの誘導体;ベンゾピラン誘導体;ローダミン誘導体;アミノスチリル誘導体;などを用いることができる。
The light-emitting
As the host material, in addition to the indenocarbazole compound of the present invention and a light-emitting material other than the delayed fluorescence material described above, benzonitrile derivatives, mCP, mCBP, thiazole derivatives, benzimidazole derivatives, polydialkylfluorene derivatives, and the like can be used.
As dopant materials, delayed fluorescence materials including benzonitrile derivatives, PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ, 4CzIPN and other CDCB derivatives; quinacridone, coumarin, rubrene, anthracene, perylene and their derivatives; benzopyran derivatives; rhodamine Derivatives; aminostyryl derivatives; and the like can be used.
また、発光材料として燐光発光体を使用することも可能である。燐光発光体としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。具体的には、Ir(ppy)3などの緑色の燐光発光体;FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体;Btp2Ir(acac)、Ir(piq)3などの赤色の燐光発光体;などが用いられる。 It is also possible to use a phosphorescent emitter as the luminescent material. As the phosphorescent emitter, a phosphorescent emitter of a metal complex such as iridium or platinum can be used. Specifically, green phosphorescent emitters such as Ir(ppy) 3 ; blue phosphorescent emitters such as FIrpic and FIr6; red phosphorescent emitters such as Btp2Ir (acac) and Ir(piq) 3 ; is used.
このときのホスト材料としては、本発明のインデノカルバゾール化合物やインドール環を有する複素環化合物を用いることができる。
また、例えば以下の正孔注入性・正孔輸送性のホスト材料を用いることができる。
カルバゾール誘導体、例えば
4,4'-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(CBP)、TCTA
、mCP;
さらに、例えば以下の電子輸送性のホスト材料を用いることができる。
p-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH2)、
2,2',2''-(1,3,5-フェニレン)-トリス(1-フェニ
ル-1H-ベンズイミダゾール)(TPBI);
このようなホスト材料を用いると、高性能の有機EL素子を作製することができる。
As a host material at this time, the indenocarbazole compound of the present invention or a heterocyclic compound having an indole ring can be used.
Further, for example, the following hole-injecting/hole-transporting host materials can be used.
Carbazole derivatives such as 4,4′-di(N-carbazolyl)biphenyl (CBP), TCTA
, mCP;
Furthermore, for example, the following electron-transporting host materials can be used.
p-bis(triphenylsilyl)benzene (UGH2),
2,2′,2″-(1,3,5-phenylene)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (TPBI);
By using such a host material, a high-performance organic EL device can be produced.
燐光発光体のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1~30重量パーセントの範囲で、共蒸着によって行うことが好ましい。 In order to avoid concentration quenching, doping of the phosphorescent emitter into the host material is preferably carried out by co-evaporation in the range of 1 to 30% by weight with respect to the entire emitting layer.
発光層は、好適には、本発明のインデノカルバゾール化合物または遅延蛍光材料を用いて形成することが好ましく、遅延蛍光材料を用いて形成することがより好ましい。 The light-emitting layer is preferably formed using the indenocarbazole compound or the delayed fluorescent material of the present invention, and more preferably formed using the delayed fluorescent material.
また、発光層を本発明のインデノカルバゾール化合物を用いて作製した場合、かかる発光層に、仕事関数の異なる化合物をホスト材料として用いて作製した別の発光層を隣接させて積層した構造とすることができる。 Further, when the light-emitting layer is produced using the indenocarbazole compound of the present invention, another light-emitting layer produced using a compound having a different work function as a host material is laminated adjacent to the light-emitting layer. be able to.
<正孔阻止層>
正孔阻止層7には、公知の正孔阻止作用を有する化合物を用いることができる。公知の正孔阻止作用を有する化合物としては、バソクプロイン(BCP)などのフェナントロリン誘導体;アルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレート(BAlq)などのキノリノール誘導体の金属錯体;2,8‐ビス(ジフェニルホスホリル)ジベンゾ[b,d]チオフェン(PPT)などのジベンゾチオフェン誘導体;ベンゾニトリル誘導体;各種の希土類錯体;オキサゾール誘導体;トリアゾール誘導体;トリアジン誘導体;などを挙げることができる。これらの材料は電子輸送層の材料を兼ねてもよい。
<Hole blocking layer>
A compound having a known hole blocking effect can be used for the hole blocking layer 7 . Known compounds having hole-blocking activity include phenanthroline derivatives such as bathocuproine (BCP); metals of quinolinol derivatives such as aluminum (III) bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate (BAlq); complexes; dibenzothiophene derivatives such as 2,8-bis(diphenylphosphoryl)dibenzo[b,d]thiophene (PPT); benzonitrile derivatives; various rare earth complexes; can. These materials may also serve as materials for the electron transport layer.
<電子輸送層>
電子輸送層8には、公知の電子輸送性材料を使用することができる。公知の電子輸送性材料としては、Alq3、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体などの各種金属錯体;トリアゾール誘導体;ベンゾニトリル誘導体;トリアジン誘導体;オキサジアゾール誘導体;ピリジン誘導体;ピリミジン誘導体;チアジアゾール誘導体;ベンゾトリアゾール誘導体;カルボジイミド誘導体;キノキサリン誘導体;ピリドインドール誘導体;フェナントロリン誘導体;シロール誘導体;アントラセン環構造を有する化合物;TPBIなどのベンズイミダゾール誘導体;などを用いることができる。
<Electron transport layer>
A known electron-transporting material can be used for the electron-transporting
また、電子輸送層に通常使用される材料に対し、さらにセシウムなどの金属、トリアリールホスフィンオキシド誘導体(WO2014/195482)などをNドーピングしたものを用いることができる。 Further, a material that is N-doped with a metal such as cesium, a triarylphosphine oxide derivative (WO2014/195482), or the like can be used for the material normally used for the electron transport layer.
<電子注入層>
電子輸送層8の上には、電子注入層9を設けることができる。電子注入層9としては、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩;フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩;酸化アルミニウムなどの金属酸化物;などを用いることができるが、電子輸送層と陰極の好ましい選択においては、これを省略することができる。
<Electron injection layer>
An electron injection layer 9 may be provided on the
また、電子注入層に通常使用される材料に対し、さらにセシウムなどの金属、トリアリールホスフィンオキシド誘導体(WO2014/195482)などをNドーピングしたものを用いることができる。 In addition, a material that is normally used for the electron injection layer may be N-doped with a metal such as cesium, a triarylphosphine oxide derivative (WO2014/195482), or the like.
<陰極>
陰極10としては、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
<Cathode>
As the
以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<実施例1:化合物1>
7-(12,12-ジメチル-インデノ[2,1-b]カルバゾール-10-イル)-10-フェニル-12,12-ジメチル-インデノ[2,1-
b]カルバゾールの合成;
窒素置換した反応容器に、
キシレン 100mL、
7-ブロモ-10-フェニル-12,12-ジメチル-インデノ
[2,1-b]カルバゾール 5.0g、
7,7-ジメチル-インデノ[2,1-b]カルバゾール
3.6g、
t-ブトキシナトリウム 1.6g、
t-ブチルホスフィン 0.2gおよび
酢酸パラジウム 0.1g
を加えて加熱し、120℃で5時間攪拌して反応液を得た。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、トルエンを用いた抽出操作を行った。採取した有機層を濃縮し、粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフィー(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/ヘキサン)により精製した。その結果、化合物1の白色固体(収率83%)を得た。
<Example 1: Compound 1>
7-(12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazol-10-yl)-10-phenyl-12,12-dimethyl-indeno[2,1-
b] Synthesis of carbazole;
In a reaction vessel purged with nitrogen,
100 mL of xylene,
7-bromo-10-phenyl-12,12-dimethyl-indeno [2,1-b]carbazole 5.0 g,
7,7-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole
3.6 g,
1.6 g of sodium t-butoxy,
0.2 g of t-butylphosphine and 0.1 g of palladium acetate
was added and heated, and stirred at 120° C. for 5 hours to obtain a reaction solution. After allowing the reaction solution to cool to room temperature, water was added and an extraction operation using toluene was performed. The collected organic layer was concentrated to obtain a crude product. The crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: toluene/hexane). As a result, compound 1 was obtained as a white solid (83% yield).
得られた白色固体についてNMRを使用して構造を同定した。この1H-NMRチャートを図1に示した。1H-NMR(CDCl3)で以下の36個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.49(1H)
8.44(1H)
8.41(1H)
8.24(1H)
7.88(1H)
7.81(1H)
7.78-7.67(4H)
7.64-7.52(3H)
7.49-7.23(11H)
1.54(6H)
1.49(6H)
δ (ppm) = 8.49 (1H)
8.44 (1H)
8.41 (1H)
8.24 (1H)
7.88 (1H)
7.81 (1H)
7.78-7.67 (4H)
7.64-7.52 (3H)
7.49-7.23 (11H)
1.54 (6H)
1.49 (6H)
<実施例2:化合物2>
7-(カルバゾール-9-イル)-10-フェニル-12,12-ジメチル-インデノ[2,1-b]カルバゾールの合成;
窒素置換した反応容器に、
キシレン 100mL、
7-ブロモ-10-フェニル-12,12-ジメチル-インデノ
[2,1-b]カルバゾール 6.0g、
カルバゾール 2.5g、
t-ブトキシナトリウム 2.0g、
t-ブチルホスフィン 0.2gおよび
酢酸パラジウム 0.1g
を加えて加熱し、120℃で5時間攪拌して反応液を得た。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、トルエンを用いた抽出操作を行った。採取した有機層を濃縮し、粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフィー(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/ヘキサン)により精製した。その結果、化合物2の白色固体(収率60%)を得た。
<Example 2:
Synthesis of 7-(carbazol-9-yl)-10-phenyl-12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole;
In a reaction vessel purged with nitrogen,
100 mL of xylene,
7-bromo-10-phenyl-12,12-dimethyl-indeno [2,1-b]carbazole 6.0 g,
2.5 g of carbazole,
2.0 g of sodium t-butoxy,
0.2 g of t-butylphosphine and 0.1 g of palladium acetate
was added and heated, and stirred at 120° C. for 5 hours to obtain a reaction solution. After allowing the reaction solution to cool to room temperature, water was added and an extraction operation using toluene was performed. The collected organic layer was concentrated to obtain a crude product. The crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: toluene/hexane). As a result, a white
得られた白色固体についてNMRを使用して構造を同定した。この1H-NMRのチャートを図2に示した。1H-NMR(CDCl3)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.41(1H)
8.34(1H)
8.19(2H)
7.80(1H)
7.75-7.68(4H)
7.62-7.50(3H)
7.48-7.39(6H)
7.39-7.25(4H)
1.53(6H)
δ (ppm) = 8.41 (1H)
8.34 (1H)
8.19 (2H)
7.80 (1H)
7.75-7.68 (4H)
7.62-7.50 (3H)
7.48-7.39 (6H)
7.39-7.25 (4H)
1.53 (6H)
<実施例3:化合物3>
7-(カルバゾール-9-イル)-10-(ビフェニル-4-イル)-
12,12-ジメチル-インデノ[2,1-b]カルバゾールの合成;
窒素置換した反応容器に、
トルエン 50mL、
7-ブロモ-10-(ビフェニル-4-イル)-12,12-ジメチ
ル-インデノ[2,1-b]カルバゾール 3.0g、
カルバゾール 1.1g、
t-ブトキシナトリウム 0.7g、
t-ブチルホスフィン 0.1gおよび
酢酸パラジウム 0.1g
を加えて加熱し、110℃で5時間攪拌して反応液を得た。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、トルエンを用いた抽出操作を行った。採取した有機層を濃縮し、粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフィー(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/ヘキサン)により精製した。その結果、化合物3の白色固体(収率56%)を得た。
<Example 3: Compound 3>
7-(carbazol-9-yl)-10-(biphenyl-4-yl)-
Synthesis of 12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole;
In a reaction vessel purged with nitrogen,
50 mL of toluene,
7-bromo-10-(biphenyl-4-yl)-12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole 3.0 g,
1.1 g of carbazole,
0.7 g of sodium t-butoxy,
0.1 g of t-butylphosphine and 0.1 g of palladium acetate
was added and heated, and stirred at 110° C. for 5 hours to obtain a reaction solution. After allowing the reaction solution to cool to room temperature, water was added and an extraction operation using toluene was performed. The collected organic layer was concentrated to obtain a crude product. The crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: toluene/hexane). As a result, a white solid of Compound 3 (yield 56%) was obtained.
得られた白色固体についてNMRを使用して構造を同定した。この1H-NMRのチャートを図3に示した。1H-NMR(CDCl3)で以下の32個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.42(1H)
8.35(1H)
8.20(2H)
7.96-7.88(2H)
7.84-7.73(5H)
7.63(1H)
7.59-7.48(4H)
7.48-7.26(10H)
1.55(6H)
δ (ppm) = 8.42 (1H)
8.35 (1H)
8.20 (2H)
7.96-7.88 (2H)
7.84-7.73 (5H)
7.63 (1H)
7.59-7.48 (4H)
7.48-7.26 (10H)
1.55 (6H)
<実施例4:化合物24>
7,10-ビス(2-ジベンゾフラニル)-10H,12H-12,12-ジメチル-インデノ[2,1-b]カルバゾールの合成;
窒素置換した反応容器に、
キシレン 70mL、
2-ブロモ-ジベンゾフラン 1.8g、
7-(2-ジベンゾフラニル)-10H,12H-12,12-ジメ
チル-インデノ[2,1-b]カルバゾール 3.0g、
t-ブトキシナトリウム 1.0g、
t-ブチルホスフィン 0.1gおよび
酢酸パラジウム 0.3g
を加えて加熱し、130℃で11時間攪拌して反応液を得た。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、トルエンを用いた抽出操作を行った。採取した有機層を濃縮して粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフィー(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/ヘキサン)により精製した。その結果、化合物24の白色固体(収率30%)を得た。
<Example 4: Compound 24>
Synthesis of 7,10-bis(2-dibenzofuranyl)-10H,12H-12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole;
In a reaction vessel purged with nitrogen,
70 mL of xylene,
2-bromo-dibenzofuran 1.8 g,
7-(2-dibenzofuranyl)-10H,12H-12,12-dimethyl-indeno[2,1-b]carbazole 3.0 g,
t-butoxy sodium 1.0 g,
0.1 g of t-butylphosphine and 0.3 g of palladium acetate
was added and heated, and stirred at 130° C. for 11 hours to obtain a reaction solution. After allowing the reaction solution to cool to room temperature, water was added and an extraction operation using toluene was performed. The collected organic layer was concentrated to obtain a crude product. The crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: toluene/hexane). As a result, a white solid compound 24 was obtained (30% yield).
得られた白色固体についてNMRを使用して構造を同定した。この1H-NMRチャートを図4に示した。1H-NMR(CDCl3)で以下の29個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.56(1H)
8.51(1H)
8.30(1H)
8.29(1H)
8.20(1H)
8.06(1H)
8.00-7.84(3H)
7.73-7.67(4H)
7.61(1H)
7.56(1H)
7.49(1H)
7.44-7.39(6H)
7.29(1H)
1.52(6H)
δ (ppm) = 8.56 (1H)
8.51 (1H)
8.30 (1H)
8.29 (1H)
8.20 (1H)
8.06 (1H)
8.00-7.84 (3H)
7.73-7.67 (4H)
7.61 (1H)
7.56 (1H)
7.49 (1H)
7.44-7.39 (6H)
7.29 (1H)
1.52 (6H)
高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によって、各実施例で得られた化合物のガラス転移点を求めた。
ガラス転移点(℃)
実施例1の化合物1 189.3
実施例2の化合物2 143.2
実施例3の化合物3 160.1
実施例4の化合物24 147.7
本発明のインデノカルバゾール化合物は100℃以上のガラス転移点を有しており、薄膜状態が安定であることが分かった。
The glass transition point of the compound obtained in each example was determined using a high-sensitivity differential scanning calorimeter (DSC3100S, manufactured by Bruker AXS).
Glass transition point (°C)
Compound 1 of Example 1 189.3
Compound 3 of Example 3 160.1
Compound 24 of Example 4 147.7
It was found that the indenocarbazole compound of the present invention has a glass transition point of 100° C. or higher and is stable in a thin film state.
各実施例で得られた化合物を用いて、ITO基板の上に膜厚100nmの蒸着膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社製、PYS-202型)で仕事関数を測定した。
仕事関数(eV)
実施例1の化合物1 5.79
実施例2の化合物2 5.94
実施例3の化合物3 5.86
実施例4の化合物24 5.81
本発明のインデノカルバゾール化合物はNPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数5.5eVと比較して、好適なエネルギー準位を示しており、良好な正孔輸送性を有していることが分かった。
Using the compound obtained in each example, a vapor deposition film having a thickness of 100 nm was prepared on an ITO substrate, and the work function was measured with an ionization potential measuring device (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., model PYS-202). It was measured.
work function (eV)
Compound 1 of Example 1 5.79
Compound 3 of Example 3 5.86
Compound 24 of Example 4 5.81
The indenocarbazole compound of the present invention exhibits a favorable energy level compared to the work function of 5.5 eV of general hole-transporting materials such as NPD and TPD, and has good hole-transporting properties. I found out that I do.
<素子実施例1>
図5に示すように、ガラス基板1上に透明陽極2としてITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層5、発光層6、正孔阻止層7、電子輸送層8、電子注入層9、陰極(アルミニウム電極)10をこの順に蒸着して遅延蛍光を放射する有機EL素子を作製した。
<Device Example 1>
As shown in FIG. 5, a hole-injecting layer 3, a hole-transporting
具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1を有機溶媒で洗浄した後に、UVオゾン処理により表面を洗浄した。その後、このITO電極付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで減圧した。
続いて、透明陽極2を覆うように下記構造式の化合物HIM-1を蒸着し、膜厚10nmの正孔注入層3を形成した。
なお、EMD-1は熱活性化遅延蛍光材料である。
最後に、電子注入層9の上にアルミニウムを蒸着し、膜厚100nmの陰極10を形成した。
Specifically, after cleaning the glass substrate 1 with an ITO film having a thickness of 150 nm with an organic solvent, the surface was cleaned by UV ozone treatment. After that, this glass substrate with ITO electrodes was mounted in a vacuum deposition machine, and the pressure was reduced to 0.001 Pa or less.
Subsequently, a compound HIM-1 having the following structural formula was vapor-deposited so as to cover the
EMD-1 is a thermally activated delayed fluorescence material.
Finally, aluminum was deposited on the electron injection layer 9 to form a
<素子実施例2>
素子実施例1において、実施例1の化合物1に代えて実施例2の化合物2を用いて電子阻止層5を形成した以外は、同様の条件で遅延蛍光を放射する有機EL素子を作製した。
An organic EL device emitting delayed fluorescence was produced under the same conditions as in Device Example 1, except that the
<素子実施例3>
素子実施例1において、実施例1の化合物1に代えて実施例3の化合物3を用いて電子阻止層5を形成した以外は、同様の条件で遅延蛍光を放射する有機EL素子を作製した。
An organic EL device emitting delayed fluorescence was produced under the same conditions as in Device Example 1, except that Compound 3 of Example 3 was used in place of Compound 1 of Example 1 to form the electron blocking layer 5 .
<素子実施例4>
素子実施例1において、実施例1の化合物1に代えて実施例4の化合物24を用いて電子阻止層5を形成した以外は、同様の条件で遅延蛍光を放射する有機EL素子を作製した。
An organic EL device emitting delayed fluorescence was fabricated under the same conditions as in Device Example 1, except that the compound 24 of Example 4 was used in place of the compound 1 of Example 1 to form the electron blocking layer 5 .
<素子比較例1>
素子実施例1において、実施例1の化合物1に代えて下記構造式のHTM-Aを用いて電子阻止層5を形成した以外は、同様の条件で遅延蛍光を放射する有機EL素子を作製した。
An organic EL device emitting delayed fluorescence was produced under the same conditions as in Device Example 1, except that HTM-A of the following structural formula was used in place of Compound 1 of Example 1 to form the electron blocking layer 5. .
素子実施例1~4および素子比較例1で作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1に示した。 The characteristics of the organic EL devices produced in Device Examples 1 to 4 and Device Comparative Example 1 were measured in air at room temperature. Table 1 shows the measurement results of the emission characteristics when a DC voltage was applied to the fabricated organic EL device.
素子実施例1~4および素子比較例1で作製した有機EL素子を用いて、素子寿命を測定した。具体的には、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を1000cd/m2として定電流駆動を行った時、発光輝度が950cd/m2(初期輝度を100%とした時の95%に相当:95%減衰)に減衰するまでの時間を測定した。結果を表1に示した。 Using the organic EL devices produced in Device Examples 1 to 4 and Device Comparative Example 1, the device life was measured. Specifically, when the light emission luminance (initial luminance) at the start of light emission is 1000 cd/m 2 and constant current driving is performed, the light emission luminance is 950 cd/m 2 (equivalent to 95% when the initial luminance is 100%). : 95% attenuation) was measured. Table 1 shows the results.
電流密度10mA/cm2の電流を流したときの輝度については、素子比較例1で4653cd/m2であったのに対し、素子実施例1~4では4662~5375cd/m2といずれも高輝度であった。 Regarding the luminance when a current with a current density of 10 mA/cm 2 was applied, the device comparative example 1 had a luminance of 4653 cd/m 2 , while the device examples 1 to 4 exhibited a high luminance of 4662 to 5375 cd/m 2 . was brightness.
発光効率については、素子比較例1で46.6cd/Aであったのに対し、素子実施例1~4では46.7~53.8cd/Aといずれも高効率であった。 The luminous efficiency was 46.6 cd/A in Device Comparative Example 1, whereas it was 46.7 to 53.8 cd/A in Device Examples 1 to 4, which were all high efficiencies.
電力効率については、素子比較例1で27.0lm/Wであったのに対し、素子実施例2~4では27.0~29.6lm/Wと同等以上の効率であった。 The power efficiency was 27.0 lm/W in Device Comparative Example 1, whereas it was 27.0 to 29.6 lm/W in Device Examples 2 to 4, which was equal to or higher than the efficiency.
素子寿命(95%減衰)については、素子比較例1で151時間であったのに対し、素子実施例1では240時間と、大きく長寿命化していた。 The element life (95% attenuation) was 151 hours in the element comparative example 1, whereas it was 240 hours in the element example 1, which was greatly prolonged.
尚、電流密度10mA/cm2の電流を流したときの電圧は、素子実施例1~4と素子比較例1と同等であることが確認された。 It was confirmed that the voltage when a current with a current density of 10 mA/cm 2 was applied was equivalent to that of device examples 1 to 4 and device comparative example 1.
以上の結果から、本発明のインデノカルバゾール化合物を電子阻止層に使用し且つ発光層のドーパント材料として熱活性化遅延蛍光材料を用いた有機EL素子は、既知の前記HTM-Aを用いた有機EL素子と比較して、高発光効率、高輝度となり、インデノカルバゾール化合物の構造によっては高電力効率または長寿命となることが分かった。 From the above results, the organic EL device using the indenocarbazole compound of the present invention in the electron blocking layer and using the thermally activated delayed fluorescent material as the dopant material in the light emitting layer is an organic EL device using the known HTM-A. It has been found that, compared with EL devices, the luminous efficiency and luminance are high, and depending on the structure of the indenocarbazole compound, the power efficiency is high or the life is long.
また、式(1)におけるX以外は同じ構造を有するインデノカルバゾール化合物を用いて電子阻止層5を形成した素子実施例1と素子実施例2とを比べた。その結果、Xがインデノカルバゾリル基であることにより、分子内に2つのインデノカルバゾール構造を有する化合物1を用いた素子実施例1の方が、Xがカルバゾリル基である化合物2を用いた素子実施例2よりもはるかに長寿命であった。
In addition, Device Example 1 and Device Example 2, in which the electron blocking layer 5 was formed using the indenocarbazole compound having the same structure except for X in Formula (1), were compared. As a result, when X is an indenocarbazolyl group, element example 1 using compound 1 having two indenocarbazole structures in the molecule used
同様に、式(1)におけるR1以外は同じ構造を有するインデノカルバゾール化合物を用いて電子阻止層5を形成した素子実施例2と素子実施例3とを比べた。その結果、R1が芳香族環を1つ有する芳香族炭化水素基であるフェニル基の化合物2を用いた素子実施例2の方が、R1が2以上の芳香族環を有する芳香族炭化水素基であるビフェニリル基の化合物3を用いた素子実施例3よりも輝度および発光効率が高く、長寿命であった。
Similarly, Device Example 2 and Device Example 3, in which the electron blocking layer 5 was formed using the indenocarbazole compound having the same structure except for R 1 in Formula (1), were compared. As a result, it was found that Element Example 2 using
さらに、式(1)におけるXとR1が含酸素芳香族複素環基であるか否かにおいて異なるインデノカルバゾール化合物を用いて電子阻止層5を形成した素子実施例1~3と素子実施例4とを比べた。その結果、XとR1が含酸素芳香族複素環基ではない化合物1~3を用いた素子実施例1~3の方が、XとR1が含酸素芳香族複素環基である化合物24を用いた素子実施例4よりも長寿命であった。一方、輝度、発光効率および電力効率については、素子実施例4の方が素子実施例1~3よりも優れていた。 Furthermore, Device Examples 1 to 3 and Device Examples in which the electron blocking layer 5 was formed using an indenocarbazole compound that differs in whether or not X and R 1 in formula (1) are an oxygen-containing aromatic heterocyclic group. compared with 4. As a result, element examples 1 to 3 using compounds 1 to 3 in which X and R 1 are not an oxygen-containing aromatic heterocyclic group were found to be better than compound 24 in which X and R 1 are an oxygen-containing aromatic heterocyclic group. The life of the element was longer than that of Example 4 using . On the other hand, Device Example 4 was superior to Device Examples 1 to 3 in luminance, luminous efficiency and power efficiency.
上述の通り、本発明のインデノカルバゾール化合物は、正孔輸送性を有し、電子阻止性に優れており、薄膜状態が安定であるため、有機EL素子用の化合物として優れている。該化合物を用いて作製した本発明の有機EL素子は、高発光効率、高輝度である。そのため、例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能である。 As described above, the indenocarbazole compound of the present invention has a hole-transporting property, an excellent electron-blocking property, and a stable thin film state, and is therefore excellent as a compound for organic EL devices. The organic EL device of the present invention produced using this compound has high luminous efficiency and high brightness. Therefore, for example, it is possible to develop it for use in home electric appliances and lighting.
1 ガラス基板
2 透明陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 電子阻止層
6 発光層
7 正孔阻止層
8 電子輸送層
9 電子注入層
10 陰極
1
Claims (4)
正孔輸送性を有しており、下記一般式(1)で表されるインデノカルバゾール化合物を含む、
有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
R 1 は、フェニル基、ビフェニリル基またはジベンゾフラニル基を表し、R 2 ~R12は、同一でも異なってもよく、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1~8のアルキル基;炭素数5~10のシクロアルキル基;炭素数2~6のアルケニル基;炭素数1~6のアルキルオキシ基;炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;または芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基によって置換されたジ置換アミノ基;を表し、R1~R12は、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して結合して環を形成してもよく、R1は、トリアジニル基を含まない。
Xは、無置換のカルバゾリル基または無置換のジベンゾフラニル基を表し、Xが、含窒素芳香族複素環基である場合には、N原子で結合する。 A material for an organic electroluminescence element constituting a hole transport layer, a hole injection layer or an electron blocking layer of an organic electroluminescence element using a delayed fluorescence material as a dopant material in the light emitting layer ,
Having a hole-transport property and containing an indenocarbazole compound represented by the following general formula (1),
Materials for organic electroluminescence devices.
R 1 represents a phenyl group, a biphenylyl group or a dibenzofuranyl group, R 2 to R 12 may be the same or different, hydrogen atom; deuterium atom; fluorine atom; chlorine atom; cyano group; nitro group; C1-8 alkyl group; C5-10 cycloalkyl group; C2-6 alkenyl group; C1-6 alkyloxy group; C5-10 cycloalkyloxy group; an aromatic hydrocarbon group; an aromatic heterocyclic group; an aryloxy group; or a disubstituted amino group substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group; Alternatively, they may be bonded through an unsubstituted methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom to form a ring, and R 1 does not contain a triazinyl group.
X represents an unsubstituted carbazolyl group or an unsubstituted dibenzofuranyl group , and when X is a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group, it is bonded via an N atom.
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
R1~R12およびXは前記一般式(1)に記載した通りの意味である。 The indenocarbazole compound is represented by the following general formula (1-1),
2. The material for organic electroluminescence elements according to claim 1.
R 1 to R 12 and X have the same meanings as described in formula (1) above.
前記他の層は、正孔注入層、正孔輸送層または電子阻止層であり、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、前記他の層の構成材料として用いられ、
前記発光層に遅延蛍光材料がドーパント材料として用いられることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 In an organic electroluminescence device having a light-emitting layer and another layer between a pair of electrodes,
the other layer is a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer;
The organic electroluminescence element material according to claim 1 is used as a constituent material of the other layer,
An organic electroluminescence device , wherein a delayed fluorescence material is used as a dopant material in the light emitting layer .
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